电力线路智能巡检管理系统的分析

中国石油集团电能有限公司供电公司线路运维部 白 鑫 中国石油集团电能有限公司供电公司变电运行部 毕玉冰

1 引言

随着我国电力电网改造工作开展以来，电网技术的发展更具现代化和智能化特性，为了进一步优化电网电力体系运行期间的安全性和稳定性，作为电力电网系统管理人员，应该充分在不同的电力管理环节中主动探讨自动化技术的研发和更新。因此，智能巡检系统的引进，不仅可以优化巡检工作的信息共享速度，同时对于后续的电力检修事务处理和决策支持方面也可给予有效地支持。鉴于此，本文针对电力线路智能巡检管理系统这一内容进行深入分析具有重要现实意义。

2 电力线路巡检工作开展现状

在我国电力线路巡检工作开展过程中，既有的巡检工作效率及质量均有较大提升空间，而导致这一情况出现是下述问题的存在：

一是设备位置无法共享，仅设备主人知道设备位置是不够的，新人巡视、领导巡视和协同作业等都需要运维检修人员在现场能进行设备定位、导航。二是巡视是否到位无法有效监控，在杆塔上做巡视记号的方法即不美观也不可靠。三是现场手写的巡视记录，书写缓慢，格式不一，后期整合、统计、分析的工作量大[1]。四是配网变更频繁，因部分区域的改造，造成整条线路的标识需联动变更的情况比比皆是。五是标识牌的更换跟不上配网改造的速度。错误的标识会误导运维检修人员，威胁其作业安全。

3 电力线路智能巡检系统地设计探讨

3.1 总体设计原理及思路

输电线路巡检系统是利用GPS 位置坐标作为设备标识，利用智能巡检手持终端技术实现对供电设备定位和利用GIS 地理信息系统管理软件实现实时数据传送相关信息[2]。完成对巡检工作情况的监测在巡视工作开始前，首先利用带有GPS 模块的智能巡检手持终端采集线路杆塔的GPS 位置信息，通过GIS 主站软件将其保存到地理信息系统数据库中。然后将含有杆塔GPS 位置及杆塔巡检内容的数据信息下传到智能巡检手持终端中[3]。

在掌握上述设计原理的基础上，才可设定如下设计思路。具体如下：

3.1.1 设备导航设计

该设计思路下，主要是想设计出巡检人员直接在系统中点击相应设备点，就可以自动生成路线的系统功能，且点击导航之后，还可无障碍带领巡检人员到巡检设备的地理位置。

3.1.2 设备台账查询及修改设计

该设计思路下，主要是想设计出一类当巡检人员在户外作业时，出现设备台账信息查询故障时，无须回到室内登录电脑系统才能对错误进行修改，而是可以直接在户外就完成设备台账的补充和修正[4]。此外，为了避免室内与户外信息记录不同步的情况，还需要设计一个可以将户外台账信息更改与室内数据信息库之间建立起一条“信息同步链接”，以此确保所有修改结果均支持被批量导入至电力线路生产管理系统之中。

3.1.3 设备巡检记录设计

设备巡检记录模块的设计，一方面是为了监督现场巡检人员的工作认真、负责度，一旦系统中缺失此处电力线路设备记录，就代表巡检人员并未对其进行巡检[5]。另一方面，当户外电力线路巡检中发现设备存在隐患或是缺陷时，需要借助此设计模块快速将各项记录导入到电力线路生产管理系统数据库中。

3.1.4 电力线路状态评价设计

此模块的设计主要是为了确保设备完成巡检工作时，能够第一时间将巡检结果、要求及缺陷记录一同“记录在案”，并结合记录去自动分析电力线路设备运行状态，并更具分析结果给出不同的评价结果[6]。当出现部分电力线路设备状态评价分值低于标准值时，系统需要自动面向相关工作人员发送需重点检修和处理的预警提醒。

3.2 智能化巡检工作流程

一是提前制定巡检线路；二是安排此条巡检线中具体的检修设备点及工作细节；三是将系统设定的巡检任务信息打包下载至手持PAD 智能化巡检终端内；四是利用手持PAD 智能化巡检终端针对安排线路中的缺陷及巡视数据完成记录，并将记录结果上传至地理信息系统后台；五是由系统面向其他巡检线路的手持终端进行巡检信息实时共享；六是利用智能化巡检结构设定，帮助巡检人员判断电力线路是否正常运行；七是巡检出缺陷或故障时，系统会自动结合其需求制定相应解决办法及措施[7]。

3.3 系统设计

电力线路设计人员在开展智能巡检系统地设计期间，重点针对系统的数据源以及巡检设备的配备方面进行了优化和完善，本次所涉及的智能巡检系统在结构构成上，主要如图1所示，同时为了确保系统运行效果，还额外连接了无线测温传感器，目的在于避免电力线路过热而出现运行故障。

图1 电力线路智能巡检系统设计图

在开展系统设计工作之时，为了进一步提升设计的严谨性，以下重点就系统设计的关键内容展开分析。

3.3.1 系统信息安全设计

为进一步确保智能巡检系统运行期间，所有的巡检流程以及巡检工作均极具安全性，尤其是所收集电力线路信息的安全管理方面。其一，进行智能巡检系统的数据安全管理时，主要在数据源与智能巡检系统之间设定了一类正、反双向隔离系统。其二，信息安全隔离过程中，智能巡检系统的总数据库与手持终端之间进行各项巡检数据的传输时，主要通过“无线公网传输+加密”过程实现。与此同时，手持式智能终端的平稳运行，需要智能巡检系统中的应用服务器为其提供技术支持。其三，进行巡检的数据交换传递时，主要是通过缓存服务器实现，以此达成对于数据源交换数据的目的，此时需注意，缓存服务器功能设定上只可提供临时数据存储服务。多项系统设计之下，不仅可以确保电力线路巡检数据的“端源唯一”，对于后续巡检信息管理的安全性能提升也具有显著效用。

3.3.2 系统查询功能设计

电力线路的查询工作开展过程中，利用智能巡检系统完成之时，需要现场的运维检修人员及时发起查询命令，由系统统一上传至智能巡检系统后台服务器。具体来讲，需要从以下两个方面展开系统信息查询功能的设计工作；

其一，信息交换期间。想要实现不同数据源之间信息的共享和交换目的，智能巡检系统服务器就需要在其中充当交换桥梁和渠道，同时在正向、反向物理隔离的介入下，促使电力线路的在生产管理系统监控阶段、地理信息系统获取两个阶段因系统运行所获取的数据，统一上传至智能化巡检服务器之内，随后由该服务器将各项信息分别发送至巡查现场中巡检工作人员手持的智能巡检终端之内，以供巡检人员提升当前的电力线路故障检修效率及处理质量。

其二，信息交换期间。运维人员将由手持智能巡检器检测到的信息数据传输到智能巡检系统后台服务器中时，数据的传输顺序是“先上传至数据源系统”“子系统终端上传至缓存服务器”“子缓存服务器同步至数据源系统”，这三个数据信息传递流程的顺利完成，对于后续的数据任务交换效率提升意义明显，且只需删除缓存服务器中信息就可保障检修数据安全性均具有显著促进作用。

3.3.3 系统功能模块分析

进行智能巡检管理系统的功能模块分析时，需要重点从以下几个方面着手展开：

3.3.3.1 巡检数据获取模块

此模块下，进行设备台账和巡检后的各项地理坐标数据导出处理时，需要借助生产管理和地理信息两个系统完成，随后将所导出的地理坐标数据导入到智能巡检的数据库系统中。其次，与导入流程相比，文件、数据的更新、删除等工作流程一致，均无须再由运维班组进行人员配置，提升管理工作开展的效率。

3.3.3.2 “智能巡检标志”模块生成

该功能模块运行时，需要生成各项巡检信息查询的链接，且为了提升查询的安全性和精确度，本次为设备台账设计了唯一编码，促使巡检信息查询链接开始转变为二维码或RFID 射频芯片系统呈现形式，最终实现电力线路智能化巡检工作开展的“智能标识”。例如，在电力线路监察中，智能化巡检系统会重点针对线路中的连接点松动、接头固件未拧紧等情况进行测试，一旦出现松动情况，巡检系统中的智能标识则会闪烁警报，并实时将警报信息传输至巡检人员系统中。此智能巡检行为的原理在于，当电力线路连接头松动时，该线路节点将会产生过热现象，而本次所研发的系统中，搭载了无线测温传感器，主要针对所巡检区域内的所有电力线路进行热量变化巡检最终，确保电力线路设备故障、缺陷类问题快速解决。

3.3.3.3 电力线路智能化巡检现场的智能标识读取模块

当运维人员在进行电力线路现场巡检时，可以直接利用手持终端扫描设备在现场完成巡检标识的智能读取工作。当扫描工作完成之后，智能巡检系统会为收手持终端自动调配出扫描点相关的数据信息，包括设备的台账信息以及地理信息等。

3.3.3.4 设备信息的查询及修改模块

电力线路的运行维护人员开展现场的处理工作时，一旦发现某一电力线路运作设备存在问题，可以直接通过智能化巡检系统针对设备的台账及地理信息进行错漏分析，第一时间找出错漏点以及错漏位置的同时，还能够直接且快速地在智能巡检终端之内完成错漏之处的修改补充。

3.3.3.5 巡视记录统计模块

相对于传统人工手动拆卸巡检和笔、纸记录巡检记录而言，本次所研究的智能化巡检系统，技术人员在系统中设置了一个巡视记录统计模块。当巡检人员在执行现场巡检任务时，可以直接利用手持智能终端设备，去扫描待检查的电力线路及设备之上配备的系统智能标识，就可以快速生成一条巡检记录，并上传至智能巡检系统后台云端数据库，更新巡检信息。例如，在进行电力线路中的高压塔杆的智能巡检时，系统会自动调阅该塔杆之前所录入的数据信息，随后将心测量的数据传输至系统后台，进行塔杆拉力建模计算，并将计算结果反馈至现场巡检人员手中，以此判定电力塔杆是否存在拉力过大导致塔杆倾斜问题，如存在，则由现场巡检人员立即制定处理方案解决电力线路问题。

3.3.3.6 巡检缺陷录入模块

当技术人员开展巡检之时，一旦发现电力线路或社会存在缺陷问题，可以直接将手持智能终端设备在缺陷点上完成扫描，此时手持设备会第一时间将故障情况提交上传至智能巡检数据库之内，录入信息包括时间、地点、缺陷情况。与此同时，巡检人员还可利用手持智能终端做好缺陷之处的拍照工作，此时所拍摄的照片证据，在后期的缺陷处理时资料调阅时，会自动与缺陷设备及缺陷点相关联，利于后续的设备运维检修效率提升、检修资料调取资料速度提升起到促进作用。

3.3.3.7 设备导航模块

电力线路巡视工作开始之前，参与巡检的工作人员需要规划最佳巡检路线，此时就可以利用手持智能终端实现。电力线路巡视过程中，巡检人员可以直接在手持智能巡检终端之内选择某一设备，随后终端就会给出具体的导航路径及方案，甚至直接生成步行、骑行乃至行车路线，提升智能化巡检工作的开展效率。

3.3.3.8 被巡检设备状态评价模块

此模块下，智能巡检系统会直接将巡检人员所上传至系统的设备状况进行评分处理，其间会自动将设备巡检期间出现的缺陷记录以及以往的巡视记录信息纳入评分系统中，快速为巡检人员得出巡检结果，一旦发现问题，就可直接在巡检现场加以解决，提升电力线路设备的运行寿命和质量。

3.3.3.9 数据导入模块

与传统的人工录入信息过程相比较，智能巡检系统的应用，可以直接将巡检人员利用智能手持设备记录的相关信息，实时导入到电力线路生产管理系统和地理信息系统之中，包括设备缺陷记录、设备台账以及巡视记录等，节省录入工作量的同时，优化信息录入效率。

4 结语

综上所述，电力线路的智能化巡检系统建设中，作为系统管理人员，应该提前针对现有的巡检情况进行调查分析，随后才能结合智能巡检系统的利用，提升自身的巡检工作效率及质量。此外，技术人员在进行智能巡检系统的研发和完善期间，也应该主动就系统地设计细节以及功能设定进行思考和研讨，凭借对系统运行原理的掌握，不断拓展智能化巡检系统的巡检范围、提升巡检效率，为我国电力线路巡检工作水平的进一步提升奠定基础。